學習形態
在理想的智慧學習環境中，每個學習者可手持一台智慧型移動設備( 如iPad) ，其螢幕大小與紙質課本大小接近，能模仿紙質課本的全部功能，如做筆記、插入書籤、做標註和批註等，具有紙質課本的翻書效果，這種裝載於智慧型移動設備的“教材”稱為電子教材。電子教材的內容是多媒體化的，知識點之間按照語義關係連結，可實現知識內容的個性化呈現;電子教材能和學習者的學習進度綁定，可實現學習數據的雲服務同步，能夠記錄學習者的學習過程、智慧型分析學習者的學習成果、圖形化呈現分析結果，並能結合教師的意見對學習者的學習提供指導和幫助。對於在校學生，智慧學習環境將使其在學校、家庭和社會中的學習具備“智慧”性。
在學校學習中，教師可利用增強現實技術呈現各種真實的學習場景，使學生能夠身臨其境地體驗學習對象，增強學生的學習興趣和動機。教師根據系統記錄的學生預習結果，重點講解學生較難理解的知識點；利用系統提供的豐富學習資源，設計各種學習活動。教師通過集成化的課堂控制系統，靈活地控制學習終端，實時推送相關學習資源；教師可根據學習者特徵，快速分組，方便組織課堂協作學習。學生可以利用系統提供的便捷互動工具，與同伴和教師進行互動。學生還可以利用內置的投票器與教師即時互動，教師第一時間獲得學生的反饋信息，根據反饋信息及時調節教學。智慧學習環境能夠提供智慧型化的教學設計支持，以輔助教師進行課堂教學設計；能對學生的作業和試卷進行自動批改和自動分析。智慧學習環境提供了如QQ、MSN 等同步通信工具和微博、虛擬學習社區等異步通訊工具等便於師生和生生聯繫的社交網路工具。
在家庭學習中，學生可以在家利用電子教材進行課前預習和完成教師布置的作業。預習時重點已經被標記出來，預習後可嘗試完成教師布置的作業；系統自動給出作業結果的反饋，對疑難問題給出提示和解答，按照主要知識點和次要知識點，給出知識點之間關係的結構圖。系統能記錄學生的作業完成情況，教師可以根據統計，進行有針對性的教學和對學生進行個性化指導。智慧學習系統提供1 對1 的輔導功能，方便學生需要學習指導的時候“呼叫”老師。家長可通過電子教材提供的學習記錄了解學生在學校的學習情況，家長的電子簽字通過電子教材便利地傳輸到學校管理系統。在社會學習中，智慧學習環境能夠感知學習者所處的地點，根據地點和學習者的學習風格，主動推送與學習者所處環境相關的學習資源，實現自適應的泛在學習；在某些情況下，能根據學習者的位置進行分組，處於同一地點的學習者組成一組，滿足學生真實情境的協作學習需要；能為學習者提供最合適的學習路徑和最合適的學習方法。對於成人及校外學習者，智慧學習環境能把正式學習和非正式學習有機融合，滿足人類日益增長的終身學習的內在需求，適應學習者學校學習、家庭學習和社會學習的需要，從而真正實現“無縫學習”( Seamless Learning) 的理念。
| 普通數字學習環境 | 智慧學習環境 | |
| 學習資源 | 1) 倡導資源富媒體化；2) 線上訪問成為主流；3 ) 用戶選擇資源。 | 1) 鼓勵資源獨立於設備;2) 無縫連結或自動同步成為時尚；3) 按需推送資源。 |
| 學習工具 | 1) 通用型工具，工具系統化；2)學習者判斷技術環境；3) 學習者判斷學習情景。 | 1) 專門化工具，工具微型化；2) 自動感知技術環境;3) 學習情景被自動識別。 |
| 學習社群 | 1) 虛擬社區，側重線上交流；2)自我選取圈子；3) 受制於信息技能。 | 1) 結合移動互聯的現實社區，可隨時隨地交流；2) 自動匹配圈子；3 ) 依賴於媒介素養。 |
| 教學社群 | 1) 難以形成社群，高度依賴經驗；2) 地域性社群成為可能。 | 1) 自動形成社群，高度關注用戶體驗；2 ) 跨域性社群成為時尚。 |
| 學習方式 | 1) 側重個體知識建構；2) 側重低階認知目標；3) 統一評價要求；4) 興趣成為學習方式差異的關鍵。 | 1) 突出群體協同知識建構；2) 關注高階認知目標;3) 多樣化的評價要求；4)思維成為學習方式差異的關鍵。 |
| 教學方式 | 1) 重視資源設計，重視講解；2)基於學習者行為的終結性評價學習結果；3) 學習行為觀察。 | 1) 重視活動設計，重視引導；2) 基於學習者認知特點的適應性評價學習結果；3) 學習活動干預。 |
構成要素
國際上對學習環境構成要素的認識有Oliver 和Hannafin( 2001) 的四要素說、Jonassen 等( 2002) 的六要素說、Collins等( 1989) 的認知學徒說，而國內有陳琦等( 2003) 的學習生態說、鍾志賢( 2005) 的七要素說等。黃榮懷( 2010a) 認為技術促進學習( TEL) 發生的條件要考慮數位化學習資源、虛擬學習社區、學習管理系統、設計者心理和學習者心理五個方面的因素。歸納起來，智慧學習環境的構成要素包括資源、工具、學習社群、教學社群、學習方式、教學方式六個組成部分，如圖1 所示。學習者與教師( 設計者) 通過學與教的方式與智慧學習環境相互作用。
1)智慧學習環境主要由學習資源、智慧型工具、學習社群、教學社群、學習方式和教學方式等要素構成。
2)學習者和教師通過學習方式和教學方式與其他四個要素相互關聯、相互作用，共同促進學習者有效學習的發生。離開了學習方式和教學方式，智慧學習環境就不是學習環境了。
3)有效學習的發生是個體建構和群體建構共同作用的結果。學習社群強調學習者的互動、協作、交流；教學社群是教師共同學習、協同工作、尋求持續專業發展的統一體。
4)學習資源和智慧型工具同時為學習共同體和教學共同體提供支持。學習社群和教學社群的發展離不開資源和工具的共同作用，各類智慧型工具為學習環境的“智慧”提供了全面支持；同時，學習社群和教學社群為資源和工具的進化起到了促進作用。智慧學習環境的技術特徵主要體現在記錄過程、識別情景、聯接社群、感知環境等四個方面，其目的是促進學習者輕鬆、投入和有效的學習。
技術特徵
1)記錄學習過程( Tracking learning process): 智慧學習環境能通過動作捕獲、情感計算、眼動跟蹤等感知並記錄學習者在知識獲取、課堂互動、小組協作等方面的情況，追蹤學習過程，分析學習結果，建立學習者模型，這為更加全面、準確的評價學習者的學習效果提供了重要依據。
2)識別學習情景( Recognizing learning scenario): 智慧學習環境可根據學習者模型和學習情景為學習者提供個性化資源和工具，以促進有效學習的發生；智慧學習環境能識別學習情景，包括學習時間、學習地點、學習夥伴和學習活動，學習情景的識別為教學活動的開展提供支持。
3)感知學習物理環境( Awareness of physical environment): 智慧學習環境能利用感測器技術監控空氣、溫度、光線、聲音、氣味等物理環境因素，為學習者提供舒適的物理環境。
4)聯接學習社群( Connecting learning community): 智慧學習環境能夠為特定學習情景建立學習社群，為學習者有效聯接和利用學習社群進行溝通和交流提供支持。
5)促進輕鬆的、投入的和有效的學習( Easy，Engaged & Effective learning): 智慧學習環境的目標是為學習創建可過程記錄的、可情境識別的、可環境感知的、可社群聯接的條件，促進學習者輕鬆、投入和有效的學習。記錄過程、識別情景、感知環境、聯接社群，以促進學習者輕鬆的、投入的和有效的學習既體現了智慧學習環境的技術特徵，也是其功能需求，可以簡稱TRACE3智慧學習環境功能模型。
